石元值， 方 麗， 呂閏強

(1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所， 浙江杭州 310008； 2 紹興御茶村茶業(yè)有限公司， 浙江紹興 312000 )

樹冠微域環(huán)境對植物的生長有著顯著影響，改善植物樹冠環(huán)境可提升收獲對象的品質(zhì)[1]。茶樹是一種多年生經(jīng)濟作物，獲取高品質(zhì)茶葉是茶葉生產(chǎn)者穩(wěn)定客戶、取得高效益的最佳途徑。而茶樹樹冠的環(huán)境特征是影響茶葉生產(chǎn)者取得高品質(zhì)茶葉原料的關(guān)鍵因素之一。已有研究表明，由于茶樹樹冠各部位所在方位的不同，茶樹樹冠的光、溫、濕、風等因子也不同，從而導(dǎo)致樹冠的微域環(huán)境對茶葉的生理生化均產(chǎn)生了相應(yīng)影響[1]。茶樹的樹冠微域環(huán)境可能對茶葉的碳氮代謝有著較大的影響，而碳氮代謝產(chǎn)物直接影響著茶葉的品質(zhì)。已有研究表明，高山出好茶緣于低溫、高濕、弱光照等氣候特點，而平地茶園的夏秋季茶卻常常由于連續(xù)的高溫、低濕干熱、強光環(huán)境而不利于茶葉品質(zhì)的形成[1-5]，這可能是外界環(huán)境的不同改變了茶樹體內(nèi)碳氮代謝所致。Ruan等[6]認為，表征茶葉品質(zhì)的茶多酚與氨基酸含量可分別作為茶樹碳庫與氮庫的重要數(shù)量表征。在茶葉生產(chǎn)特別是日本蒸青茶生產(chǎn)中常采用遮陽網(wǎng)遮蔭來提升茶葉品質(zhì)。已有的研究表明，遮蔭是提升夏秋茶品質(zhì)的有效方法之一，夏季對茶樹進行適度遮蔭有利于茶葉品質(zhì)的提高[7-13]，因此改善茶樹樹冠微域環(huán)境可能是提升茶葉品質(zhì)的有效途徑之一。然而不同類型遮陽網(wǎng)對茶樹樹冠面微域環(huán)境影響的報道很少，已有研究表明不同遮蔭度對茶葉品質(zhì)的影響效果差異較大[14]。本文根據(jù)不同類型遮陽網(wǎng)對光與熱等的阻隔能力差異，選取了三種不同類型遮陽網(wǎng)，采用直接覆蓋在樹冠上的方法，來改變茶樹樹冠微域環(huán)境，以探究不同樹冠微域環(huán)境條件下，茶樹的碳氮代謝變化及茶葉品質(zhì)的差異，從而為茶葉生產(chǎn)者在改善茶葉品質(zhì)特別是夏秋茶品質(zhì)方面提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

1.2 樣品采集與測定

試驗共采樣三次，分別在晚春茶(5月11日)、夏茶(7月1日)、秋茶(8月29日)，采摘標準均為一芽四葉新梢樣，各小區(qū)單獨計產(chǎn)并采集樣品。

茶樹樹冠面微域環(huán)境光照強度、溫度及空氣濕度等的測定：選擇晴天在8：00、 10：00、 12：00、 14：00和16：00分別測定不同遮陽網(wǎng)處理茶樹樹冠面的光照強度、氣溫等的變化，測定時間為5月10日、 6月27日、 8月27日。

不同樹冠微域環(huán)境參數(shù)測定：采用Li-6400型光合作用測定儀測定各種覆蓋處理的茶樹葉片溫度變化、光響應(yīng)曲線、光合速率等參數(shù)，測定時間為5月10日、 6月27日、 8月27日；用葉綠素測定儀測定芽梢第三葉的葉綠素含量，測定時間為5月11日、 7月1日、 8月29日。

茶葉生化成分含量分析：新梢氨基酸組分采用Sykam S433D型氨基酸自動分析儀分析；兒茶素組分采用液相色譜法分析；新梢中總氮采用Vario MAX CN型碳氮分析儀分析；新梢中的磷、鉀等礦質(zhì)元素采用iCAP6300DUO型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀分析。

兒茶素品質(zhì)指數(shù)參照阮宇成(1964)[15]提出的經(jīng)驗公式計算；兒茶素苦澀味指數(shù)參照施兆鵬等[16]提出的經(jīng)驗公式計算。

采用SPSS 統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆蓋不同遮陽網(wǎng)后微域環(huán)境的光照強度、溫度及空氣濕度等因子的日變化

從早上8時到下午18時茶樹樹冠面環(huán)境空氣溫度和葉表面溫度均表現(xiàn)為先增加后降低，其中環(huán)境空氣溫度12時最高，葉面溫度最高值出現(xiàn)時間受不同覆蓋處理影響(表2、 表3)。覆蓋遮陽網(wǎng)能降低茶樹樹冠面環(huán)境空氣溫度，其中覆蓋隔熱網(wǎng)降溫效果最好，測定的各時間點均處于最低值，降溫幅度最高可達3.1℃。覆蓋銀色網(wǎng)在早晚有較好的降溫效果，降溫幅度可達1.6℃，但在12時、14時和16時未有明顯的降溫效果。而覆蓋黑網(wǎng)后早晨的樹冠面空氣溫度與葉片溫度卻顯著高于其他各處理，且隨著外界溫度的升高，黑網(wǎng)下的兩種溫度比不覆蓋有明顯的波動現(xiàn)象，這可能與黑色的吸熱貯熱特性有關(guān)。不同覆蓋處理對葉表面溫度的影響較對環(huán)境空氣溫度影響弱，其中覆蓋隔熱網(wǎng)處理在8時、10時和12時有較好的降溫效果，10時的降溫效果最好，達3.8℃，但午后茶樹葉表溫度未見降低。覆蓋銀色網(wǎng)在上午8時和10時能顯著的降低葉表溫度。覆蓋黑色網(wǎng)增加了早上8時葉表溫度，降低了10時、12時和14時的葉表溫度，對16時和18時沒有顯著影響，即黑膜處理下茶葉葉表溫度日差距縮小。不同類型遮陽網(wǎng)在降低樹冠面環(huán)境空氣溫度效果方面表現(xiàn)為隔熱網(wǎng)>銀色網(wǎng)>普通黑網(wǎng)；在降低葉片表面溫度效果方面卻表現(xiàn)為隔熱網(wǎng)>普通黑網(wǎng)>銀色網(wǎng)。銀色網(wǎng)與普通黑網(wǎng)對樹冠面空氣溫度與葉表面溫度影響的反差可能是由于銀色網(wǎng)與黑色網(wǎng)的厚薄差異所致，黑色網(wǎng)雖然在吸收太陽能方面較銀色網(wǎng)強，但黑色網(wǎng)明顯厚于銀色網(wǎng)，較薄的銀色網(wǎng)在阻隔外部熱空氣對直接接觸網(wǎng)布的新梢葉表面熱量傳遞能力就顯著弱于黑色遮陽網(wǎng)。

表2 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)對樹冠面環(huán)境空氣溫度的影響(℃，8月27日測定，晴天)

表3 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)對樹冠面葉表面溫度的影響(℃，8月27日測定，晴天)

茶樹覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后，樹冠面的環(huán)境濕度發(fā)生了顯著變化(表4)，其中隔熱網(wǎng)覆蓋下樹冠面空氣濕度顯著高于普通黑色網(wǎng)、銀色網(wǎng)及不覆蓋處理，這種變化在上午表現(xiàn)較明顯，到下午2點后趨于一致。

在高溫季節(jié)覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后茶樹樹冠面的濕度得到了不同程度提高，而樹冠面的空氣溫度、葉片溫度及光照強度均得到了不同程度降低，因此可認為覆蓋改善了茶樹樹冠面的小氣候環(huán)境，這可能是覆蓋能提升茶葉品質(zhì)的主要原因。

從圖1可看出，春、夏、秋三季茶樹在覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)，特別是普通黑色網(wǎng)與隔熱網(wǎng)后，當年生成熟葉片光飽和點與補償點均得到了不同程度的降低，遮蔭使茶樹的生長環(huán)境更趨符合茶樹喜弱光照特性。由于覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后，茶樹樹冠面的光強均得到了不同程度的降低，茶樹凈光合速率與不覆蓋處理相比也表現(xiàn)出顯著的降低趨勢，其中黑網(wǎng)覆蓋處理與不覆蓋處理在中午12點左右的光合速率均出現(xiàn)一個低谷，表現(xiàn)出了“午睡”的現(xiàn)象，而銀色網(wǎng)與隔熱網(wǎng)覆蓋處理沒有表現(xiàn)出“午睡”現(xiàn)象；覆蓋后茶樹葉片胞間二氧化碳濃度較不覆蓋表現(xiàn)出升高的趨勢，其中以隔熱網(wǎng)處理為最高；自十點開始，覆蓋處理降低了茶樹的蒸騰作用，但黑網(wǎng)覆蓋表現(xiàn)出了與不覆蓋相類似的趨勢。(圖2)。

表4 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)對樹冠面環(huán)境空氣相對濕度的影響(%，8月27日測定，晴天)

圖1 不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋下茶樹的光飽和點與光補償點Fig.1 The light saturation point and the compensation point of teatree covered with different shelter nets

圖2 8月27日茶樹最上層成熟葉光合速率等參數(shù)Fig.2 The photosynthetic parameter on the upper maturate leaves measured in different time on August 27

2.2 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后對各季茶鮮葉品質(zhì)的影響

2.2.1 對各季茶樹鮮葉葉綠素含量的影響 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)十天后對各季茶新梢第三葉的葉綠素含量進行了測定，結(jié)果表明(表6)，與不覆蓋處理相比，覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后，春茶后期新梢第三葉的葉綠素含量僅隔熱網(wǎng)處理有顯著增加，其他兩種網(wǎng)覆蓋后葉綠素含量變化并不顯著；夏茶經(jīng)不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋后茶新梢第三葉的葉綠素含量均有不同程度提高，但僅隔熱網(wǎng)的增高幅度達到顯著水平；秋茶覆蓋后葉綠素含量都有不同程度增加，其中黑色網(wǎng)與隔熱網(wǎng)的葉綠素含量增加幅度都達到了顯著水平。因此可認為同時調(diào)控茶樹樹冠面的溫度與光照強度等參數(shù)能使茶樹鮮葉的顏色更綠。已有研究結(jié)果表明[17-18]，葉綠素是光合作用的啟動者，葉綠素含量越高，光合作用越強。本文中黑色網(wǎng)與隔熱網(wǎng)處理后的茶樹葉片葉綠素含量升高，但光合速率反而降低可能主要是覆蓋后光強降低幅度較大所致。

表6 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后茶新梢第三葉的葉綠素含量(SPAD值)

2.2.2 各季茶樹鮮葉中碳、氮、C/N、磷、鉀等含量變化 樹冠微域環(huán)境的變化不但影響了茶樹的碳氮代謝，也影響了茶樹對部分重要養(yǎng)分元素的吸收。從表7可看出，采用不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋后，茶樹新梢中總碳含量及C/N均出現(xiàn)了不同程度下降，而氮、磷、鉀等養(yǎng)分元素含量則均表現(xiàn)出不同程度增加趨勢，三種遮陽網(wǎng)中以隔熱網(wǎng)對茶葉新梢中碳、氮、C/N、磷、鉀含量影響最大。在夏茶、秋茶期間的變化幅度均達到了極顯著水平。相同處理的不同季節(jié)茶鮮葉中總碳、C/N表現(xiàn)為春茶<夏茶<秋茶的趨勢，其中C/N的這種季節(jié)間變化達到了極顯著水平。相同處理的不同季節(jié)茶鮮葉總氮含量則表現(xiàn)出春茶>夏茶>秋茶的顯著遞減趨勢，而磷、鉀則表現(xiàn)為春茶>夏秋茶的趨勢，夏秋茶之間則變化不顯著。

表7 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后茶新梢中總碳、氮、C/N、磷、鉀等含量的變化

不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋對茶鮮葉中鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅等含量影響并不明顯(表8)。春季后期覆蓋促進了茶樹對鐵與銅元素含量的吸收，秋季覆蓋則促進了茶樹對鎂、銅、 鋅元素的吸收，夏季覆蓋均沒有顯著性影響。

2.2.3 各季茶鮮葉中茶多酚與氨基酸總量的變化 表9表明，春茶后期、夏茶及秋茶新梢經(jīng)過不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋后，其茶多酚含量與游離氨基酸總量均發(fā)生了較大變化，其中茶樹新梢中茶多酚含量為隔熱網(wǎng)處理<黑色網(wǎng)處理<銀色網(wǎng)處理<不覆蓋處理的變化趨勢，其中隔熱網(wǎng)覆蓋后茶樹新梢中茶多酚含量顯著低于不覆蓋處理與銀色網(wǎng)覆蓋處理，其變化趨勢與總碳變化基本一致。覆蓋后茶樹新梢中游離氨基酸總量表現(xiàn)出與茶多酚相反的變化趨勢：隔熱網(wǎng)處理>黑色網(wǎng)處理>銀色網(wǎng)處理>不覆蓋處理，隔熱網(wǎng)、黑色網(wǎng)覆蓋后新梢中氨基酸含量與不覆蓋處理相比，其增幅達到了顯著水平。其變化趨勢與總氮變化相一致。因此茶樹在春季后期及夏秋季通過遮蔭覆蓋后，茶葉新梢品質(zhì)得到了一定程度的改善，這可能與覆蓋后茶樹樹冠面的小環(huán)境改變而改善了茶樹體內(nèi)的碳氮代謝平衡有關(guān)，特別是夏秋茶，通過隔熱網(wǎng)覆蓋后營造了一個較不覆蓋處理更適合茶葉品質(zhì)形成的芽梢生長環(huán)境。覆蓋隔熱網(wǎng)后茶樹樹冠面溫度與光照強度降低，使得茶樹體內(nèi)碳代謝得到了一定的抑制，氮代謝得到了一定的加強，茶樹體內(nèi)茶氨酸等氨基酸合成增加所致。

表8 應(yīng)用不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋后茶樹新梢中鈣、鎂及鐵、錳等微量元素的含量

表9 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后各季茶鮮葉中茶多酚與氨基酸總量的變化(%)

2.2.4 各季茶鮮葉中兒茶素組分的變化 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)十天后，測定各季茶鮮葉兒茶素各組分含量，結(jié)果表明(表10)，茶鮮葉中兒茶素總量均表現(xiàn)出不同程度降低，其變化趨勢與茶多酚總量及總碳含量變化相一致，這結(jié)果也與前人的研究結(jié)果相一致[5-8，10，14]。其中以隔熱網(wǎng)覆蓋后茶新梢中兒茶素總量降低程度最顯著，而且其咖啡堿含量與兒茶素組分品質(zhì)指數(shù)最高，苦澀味指數(shù)最低。這進一步表明，在高溫季節(jié)對茶樹進行遮蔭覆蓋，尤其是采用隔熱網(wǎng)進行遮蔭覆蓋來改善茶園樹冠微域環(huán)境，能顯著提高茶鮮葉的品質(zhì)。

表10 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后茶鮮葉中的兒茶素的變化

2.2.5 各季茶鮮葉中氨基酸組分含量變化 覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后,茶鮮葉中氨基酸組分變化趨勢與總氮含量趨勢相一致，茶樹新梢中主要氨基酸組分如茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等均表現(xiàn)出增加趨勢，而且這種增加趨勢表現(xiàn)出了隔熱網(wǎng)>黑色網(wǎng)>銀色網(wǎng)>不覆蓋的趨勢，與不覆蓋CK相比，隔熱網(wǎng)處理的增加幅度達到了顯著差異水平(表11)。從不同茶季看，覆蓋對春茶后期茶葉品質(zhì)的提升效果明顯優(yōu)于夏秋季，秋季又略優(yōu)于夏季。春季后期覆蓋后，黑色網(wǎng)與隔熱網(wǎng)覆蓋后氨基酸含量均顯著高于不覆蓋處理，但夏秋茶則只有隔熱網(wǎng)的氨基酸增加幅度達到了顯著水平。說明在高溫季節(jié)調(diào)控茶樹樹冠面微域環(huán)境的光與熱能等參數(shù)能顯著影響茶葉品質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，通過遮蔭覆蓋方式調(diào)控樹冠微域環(huán)境，可對茶樹生理代謝(如碳氮代謝、主要營養(yǎng)元素吸收、氨基酸兒茶素合成等)產(chǎn)生顯著影響。覆蓋不同類型遮陽網(wǎng)后，茶樹樹冠面的光、溫度及空氣濕度等微域環(huán)境因子發(fā)生了不同程度改變，促使茶樹樹體的光合生理等發(fā)生了變化。前人研究結(jié)果表明，氣象條件等環(huán)境因子對茶樹生育影響十分明顯，其中光、熱、水等氣象因子對茶樹生育影響尤為明顯[19]?？梢姽馐遣铇溥M行光合作用制造有機物質(zhì)的主要光源。但光照過強會對植物產(chǎn)生光抑制，導(dǎo)致植物光合作用下降，暗呼吸、光呼吸增強。在可見光中，植物在紅光下的光合速率高于藍、紫光，紅光能促進碳水化合物的形成，利于茶多酚的形成，而藍、紫光則促進氨基酸、蛋白質(zhì)及含氮芳香物質(zhì)的形成。高溫促進新梢嫩莖木質(zhì)部發(fā)育，嫩葉展開和增大增厚也越快，嫩葉轉(zhuǎn)綠加快，對夾葉發(fā)生量增加，茶樹碳代謝增強，多酚類物質(zhì)增加，茶樹氮代謝減弱，茶氨酸和氨基酸總量下降，茶滋味變苦澀，品質(zhì)下降。

表11 不同季節(jié)茶樹用不同類型遮陽網(wǎng)覆蓋后茶鮮葉中氨基酸組分的變化

不同類型遮陽網(wǎng)在改變茶樹樹冠微域環(huán)境方面效果不一，隔熱網(wǎng)在高溫季節(jié)覆蓋能形成一個相對適宜茶樹新梢生長的樹冠微域環(huán)境，從而改善了茶樹碳氮代謝平衡，提高了茶鮮葉的品質(zhì)。隔熱網(wǎng)的主要功能之一是阻隔波長較長的紅光、紅外光等長波光透過，并且降低茶樹樹冠面的環(huán)境溫度，因此經(jīng)過隔熱網(wǎng)覆蓋后，可能使網(wǎng)下茶樹樹冠面的光質(zhì)中以藍紫光等短波為主的可見光比例明顯高于其他網(wǎng)，從而使茶樹的碳代謝受到一定抑制，而氮代謝得到一定的強化，新梢品質(zhì)明顯提升。黑色遮陽網(wǎng)可能也具有同樣功能，但由于黑色網(wǎng)本身的黑色具有吸熱作用，其阻隔紅光及紅外光等長波光透過效果沒有隔熱網(wǎng)效果好，在降低樹冠面環(huán)境溫度方面效果差于隔熱網(wǎng)；銀色網(wǎng)較薄，透光率明顯高于其他兩種網(wǎng)，在阻隔紅光、紅外光等長波段光質(zhì)透過及隔熱方面的效果明顯差于黑色遮陽網(wǎng)與隔熱網(wǎng)，這可能是銀色網(wǎng)的遮蔭提質(zhì)效果沒有其他兩種網(wǎng)好的主要原因。

通過遮蔭覆蓋以改善茶樹碳氮代謝等生理活動，提高茶鮮葉品質(zhì)的研究結(jié)果可在解決當前夏秋茶效益不高、利用率低、逆境頻發(fā)的生產(chǎn)實際問題中發(fā)揮作用。由于夏秋茶品質(zhì)普遍差于春茶，夏秋茶的價格也相對較低，我國的茶葉生產(chǎn)出現(xiàn)了只采春茶不采夏秋茶的現(xiàn)象，這造成了茶樹的利用率低，如何提高夏秋茶的利用率是我國茶葉行業(yè)需要考慮的一個問題。同時，近年來我國各茶區(qū)高溫干旱的天氣時有發(fā)生，如何在高溫干旱條件下提升茶樹的抗逆能力，也成了茶葉生產(chǎn)者普遍關(guān)注的問題。而通過遮蔭覆蓋來調(diào)控適宜的茶樹樹冠微域環(huán)境是解決上述問題的有效方法之一。

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